linux線程函數
❶ linux線程及同步
linux多線程
1.線程概述
線程是一個進程內的基本調度單位，也可以稱為輕量級進程。線程是在共享內存空間中並發的多道執行路徑，它們共享一個進程的資源，如文件描述和信號處理。因此，大大減少了上下文切換的開銷。一個進程可以有多個線程，也就
是有多個線程式控制製表及堆棧寄存器，但卻共享一個用戶地址空間。
2.線程實現
線程創建pthread_create()
所需頭文件#include
<pthread.h>
函數原型int
pthread_create
((pthread_t
*thread,
pthread_attr_t
*attr,
thread：線程標識符
attr：線程屬性設置
start_routine：線程函數的起始地址
arg：傳遞給start_routine的參數
函數返回值
成功：0
出錯：-1
線程退出pthread_exit();
所需頭文件#include
<pthread.h>
函數原型void
pthread_exit(void
*retval)
函數傳入值retval:pthread_exit()調用者線程的返回值，可由其他函數如pthread_join
來檢索獲取
等待線程退出並釋放資源pthread_join()
所需頭文件#include
<pthread.h>
函數原型int
pthread_join
((pthread_t
th,
void
**thread_return))
函數傳入值
th：等待線程的標識符
thread_return：用戶定義的指針，用來存儲被等待線程的返回值（不為NULL時）
函數返回值
成功：0
出錯：-1
代碼舉例
1.
#include<pthread.h>
2.
#include<stdio.h>
3.
#include<errno.h>
4.
5.
/*線程1*/
6.
void
thread1()
7.
{
8.
int
i=0;
9.
10.
while(1)
11.
{
12.
printf(thread1:%d/n,i);
13.
if(i>3)
14.
pthread_exit(0);
15.
i++;
16.
sleep(1);
17.
}
18.
}
19.
20.
/*線程2*/
21.
void
thread2()
22.
{
23.
int
i=0;
24.
25.
while(1)
26.
{
27.
printf(thread2:%d/n,i);
28.
if(i>5)
29.
pthread_exit(0);
30.
i++;
31.
sleep(1);
32.
}
33.
}
34.
35.
int
main()
36.
{
37.
pthread_t
t1,t2;
38.
39.
/*創建線程*/
40.
pthread_create(&t1,NULL,(void
*)thread1,NULL);
41.
pthread_create(&t2,NULL,(void
*)thread2,NULL);
42.
/*等待線程退出*/
43.
pthread_join(t1,NULL);
44.
pthread_join(t2,NULL);
45.
return
0;
46.
}
3同步與互斥
<1>互斥鎖
互斥鎖的操作主要包括以下幾個步驟。
•
互斥鎖初始化：pthread_mutex_init
•
互斥鎖上鎖：pthread_mutex_lock
•
互斥鎖判斷上鎖：pthread_mutex_trylock
•
互斥鎖接鎖：pthread_mutex_unlock
•
消除互斥鎖：pthread_mutex_destroy
1.
#include<pthread.h>
2.
#include<stdio.h>
3.
#include<errno.h>
4.
5.
int
i=0;/*共享變數*/
6.
pthread_mutex_t
mutex=PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;/*互斥鎖*/
7.
8.
void
thread1()
9.
{
10.
int
ret;
11.
while(1)
12.
{
13.
14.
15.
ret=pthread_mutex_trylock(&mutex);/*判斷上鎖*/
16.
17.
if(ret!=EBUSY)
18.
{
19.
pthread_mutex_lock(&mutex);/*上鎖*/
20.
printf(This
is
thread1:%d/n,i);
21.
i++;
22.
pthread_mutex_unlock(&mutex);/*解鎖*/
23.
}
24.
sleep(1);
25.
}
26.
}
27.
28.
void
thread2()
29.
{int
ret;
30.
while(1)
31.
{
32.
33.
ret=pthread_mutex_trylock(&mutex);
34.
if(ret!=EBUSY)
35.
{
36.
pthread_mutex_lock(&mutex);
37.
printf(This
is
thread2:%d/n,i);
38.
i++;
39.
pthread_mutex_unlock(&mutex);
40.
}
41.
sleep(1);
42.
}
43.
}
44.
int
main()
45.
{
46.
pthread_t
t1,t2;
47.
pthread_mutex_init(&mutex,NULL);
48.
pthread_create(&t1,NULL,(void
*)thread1,NULL);
49.
pthread_create(&t2,NULL,(void
*)thread2,NULL);
50.
51.
pthread_join(t1,NULL);
52.
pthread_join(t2,NULL);
53.
54.
pthread_mutex_destroy(&mutex);
55.
return
0;
56.
}
<2>信號量
未進行同步處理的兩個線程
1.
#include<pthread.h>
2.
#include<stdio.h>
3.
#include<errno.h>
4.
5.
int
i=0;
6.
void
thread1()
7.
{
8.
9.
while(1)
10.
{
11.
printf(This
is
thread1:%d/n,i);
12.
i++;
13.
sleep(1);
14.
}
15.
}
16.
17.
18.
void
thread2()
19.
{
20.
21.
while(1)
22.
{
23.
printf(This
is
thread2:%d/n,i);
24.
i++;
25.
sleep(1);
26.
}
27.
}
28.
29.
int
main()
30.
{
31.
pthread_t
t1,t2;
32.
33.
pthread_create(&t1,NULL,(void
*)thread1,NULL);
34.
pthread_create(&t2,NULL,(void
*)thread2,NULL);
❷ 有人能教下我有關linux裡面線程的知識嗎
.線程的基本介紹
(1)線程的概述
線程與進程類似，也允許應用程序並發執行多個任務的一種機制。一個進程可以包含多個線程，同一程序中的所有線程共享同一份全局內存區域，線程之間沒有真正意義的等級之分。同一個進程中的線程可以並發執行，如果處理器是多核的話線程也可以並行執行，如果一個線程因為等待I/O操作而阻塞，那麼其他線程依然可以繼續運行
(2)線程優於進程的方面
argv,environ
主線程棧
線程3的棧
線程2的棧
線程1的棧
共享函數庫共享的內存
堆
未初始化的數據段
初始化數據段
文本
.進程間的信息難以共享。由於除去只讀代碼段外，父子進程並未共享內存，因此必須採用一些進程間通訊，在進程之間交換信息
.調用fork()來創建進程代價相對較高
線程很好的解決了上述倆個問題
.線程之間能夠方便，快速的共享信息，只需將數據復制到共享（全局或堆）變數中即可
.創建線程比創建線程通常要快10甚至更多，線程創建之所以快，是因為fork創建進程時所需復制多個屬性，而在線程中，這些屬性是共享的。
(3)創建線程
啟動程序時，產生的進程只有單條線程，我們稱之為主線程
#include<pthread.h>
int pthread_create(pthread_t *thread,const pthread_attr_t *attr,void*(*start)(void *),void *arg);12
新線程通過調用帶有arg的函數開始執行，調用pthread_create()的線程會繼續執行該調用之後的語句。
(4)終止線程
可以以如下方式終止線程的運行
.線程調用pthread_exit()
.線程start函數執行return語句並返回指定值
.調用pthread_cancel()取消線程
.任意線程調用了exit(),或者主線程執行了return語句，都會導致進程中的所有線程立即終止
pthread_exit()函數可以終止線程，且其返回值可由另一線程通過調用pthread_join()獲得
#include<pthread.h>void pthread_exit(void *retval);12
調用pthread_exit()相當於在線程的start函數中執行return,不同之處在於，pthread_exit()可以在任何地方調用，參數retval指定了線程的返回值
(5)獲取線程ID
#include<pthread.h>pthread_t pthread_self(void);12
線程ID在應用程序中主要有如下用途
.不同的pthreads函數利用線程ID來標識要操作目標線程。
.在具體的應用程序中，以特定線程的線程ID作為動態數據結構的標簽，這頗有用處，既可用來識別某個數據結構的創建者或屬主線程，又可確定隨後對該數據結構執行操作的具體線程
函數pthread_equal()可檢查倆個線程的ID是否相同
#include<pthread.h>int pthread_equal(pthread_t t1,pthread_t t2);//如果相同返回非0值，否則返回0123
(6)連接已終止的線程
函數pthread_join()等待由thread表識的線程終止
#include<pthread.h>int pthread_join(pthread_t thread,void **retval);//返回0調用成功，否則失敗123
如果pthread_join()傳入一個之前已然連接過的線程ID，將會導致無法預知的行為，當相同線程ID在參與一次連接後恰好為另一新建線程所重用，再度連接的可能就是這個新線程
若線程未分離，則就應該使用pthread_join()來連接線程，否則會產生僵屍線程
pthrea_join()函數的要點
.線程之間的關系是對等的，所以任意線程都可以調用pthread_join()來連接其他線程
.pthread_join()無法針對任意線程，只能連接單個線程
(6)線程的分離
默認情況下線程都是可連接的，但有時候，我們並不關心線程退出的狀態，我們可以調用pthread_detach()並向thread參數傳入指定線程的的標識符，將該線程標記為處於分離狀態
#include<pthread.h>int pthread_detach(pthread_t thread);//返回0成功，否則失敗123
一旦線程處於分離狀態，就不能在使用pthread_join()來獲取其狀態，也無法使其重返可連接狀態
(7)在應用程序中如何來選擇進程還是線程
.線程之間共享數據很簡單，進程間的數據共享需要更多的投入
.創建線程要比創建進程塊很多
.多線程編程時，需要確保調用線程安全的函數
.某個線程中的bug可能會危害進程中所有線程
.每個線程都在徵用宿主進程中有限的虛擬地址空間
.在多線程應用中，需要小心使用信號
.除了數據，線程還可以共享文件描述符，信號處置，當前工作目錄，以及用戶ID和組ID
線程的同步
(1)保護共享變數訪問：互斥量
線程的主要優勢在於能夠通過全局變數來共享信息，不過這種共享是有代價的。必須確保多個線程修改同一變數時，不會有其他線程也正在修改此變數，為避免線程更新時共享變數時所出現的問題，必須使用互斥量來確保同時僅有一個線程可以訪問某項共享資源
(2)靜態分配的互斥鎖
互斥鎖既可以像靜態變數那樣分配，也可以在運行時動態分配，互斥量屬於pthread_mutex_t類型的變數，在使用之前必須對其初始化。對於靜態分配的互斥量而言，可如下例所示，將PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER賦給互斥量
pthread_mutex_t = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;1
1.加鎖和解鎖互斥量
初始化之後，互斥量處於未鎖定狀態。函數pthread_mutex_lock()可以鎖定某一互斥量
而函數pthread_mutex_unlock()則可以將一個互斥量解鎖
#include<pthread.h>int pthread_mutex_lock(pthread_mutex_t *mutex);int pthread_mutex_unlock(pthread_mutex_t *mutex);//返回0成功，其他失敗1234
要鎖定互斥量，在調用pthread_mutex_lock()時需要指定互斥量，如果互斥量當前處於未鎖定狀態，則該調用將會立即返回，如果該互斥量已被其他線程鎖定，那麼該調用將會阻塞，直至互斥量被解鎖
函數pthread_mutex_unlock()將解鎖之前已遭調用線程鎖定的互斥量
2.互斥量的性能
通常情況下，線程會花費更多的時間去做其他工作，對互斥量的加鎖解鎖相對要少的多，因此使用互斥量對大部分程序來說性能並無顯著的影響
3.互斥量的死鎖
當一個線程需要同時訪問多個共享資源時，沒個資源由不同的互斥索管理。當超過一個線程加鎖同一組互斥量時，就有可能發生死鎖。如下圖所示
線程A
1.pthread_mutex_lock(mutex1);
2.pthread_mutex_lock(mutex2);
線程2
1.pthread_mutex_lock(mutex2);
2.pthread_mutex_lock(mutex1);
每個線程都成功的鎖住一個互斥量，接著試圖對以為另一線程鎖定的互斥量加鎖，就會一直等下去
要避免此類死鎖問題，最簡單的就是定義互斥量的層級關系
❸ 嵌入式 linux下sleep函數到底是線程休眠還是進程休眠
Linux實際上沒有真正線程的概念，pthread庫中的「線程」被許多人稱作「輕量級的進程"，內核負責調度所有的進程，且在內核眼裡被我們看做線程的東西與普通進程是無差別的。
sleep函數休眠的是當前進程，而pthread庫中的「線程」事實上就是進程，因此該函數的作用域就是這個「線程」。
❹ 關於Linux 線程pthread_join的用法
Linux系統pthread_join用於掛起當前線程（調用pthread_join的線程），直到thread指定的線程終止運行為止，當前線程才繼續執行。
案例代碼：
/*******************************************
**Name:pthread_join.c
**用於Linux下多線程學習
**案例解釋線程的暫停和結束
**Author:admin
**Date:2015/8/11
**Copyright(c)2015,AllRightsReserved!
**********************************************
#include<pthread.h>
#include<unistd.h>
#include<stdio.h>
void*thread(void*str)
{
inti;
//不調用pthread_join線程函數
for(i=0;i<10;++i)
{
sleep(2);
printf("Thisinthethread:%d ",i);
}
returnNULL;
}
intmain()
{
pthread_tpth;
inti;
intret=pthread_create(&pth,NULL,thread,(void*)(i));
//調用pthread_join線程函數
pthread_join(pth,NULL);
for(i=0;i<10;++i)
{
sleep(1);
printf("Thisinthemain:%d ",i);
}
return0;
}
通過Linux下shell命令執行上面的案例代碼：
[root@localhostsrc]#gccpthread_join.c-lpthread
[root@localhostsrc]#./a.out
Thisinthemain:0
Thisinthethread:0
Thisinthemain:1
Thisinthemain:2
Thisinthethread:1
Thisinthemain:3
Thisinthemain:4
Thisinthethread:2
Thisinthemain:5
Thisinthemain:6
Thisinthethread:3
Thisinthemain:7
Thisinthemain:8
Thisinthethread:4
Thisinthemain:9
子線程還沒有執行完畢，main函數已經退出，那麼子線程也就退出了，「pthread_join(pth,NULL);」函數起作用。
[root@localhostsrc]#gccpthread_join.c-lpthread
[root@localhostsrc]#./a.out
Thisinthethread:0
Thisinthethread:1
Thisinthethread:2
Thisinthethread:3
Thisinthethread:4
Thisinthethread:5
Thisinthethread:6
Thisinthethread:7
Thisinthethread:8
Thisinthethread:9
Thisinthemain:0
Thisinthemain:1
Thisinthemain:2
Thisinthemain:3
Thisinthemain:4
Thisinthemain:5
Thisinthemain:6
Thisinthemain:7
Thisinthemain:8
Thisinthemain:9
這說明pthread_join函數的調用者在等待子線程退出後才繼續執行。
❺ Linux 多線程編程(二)2019-08-10
三種專門用於線程同步的機制:POSIX信號量,互斥量和條件變數.
在Linux上信號量API有兩組,一組是System V IPC信號量,即PV操作,另外就是POSIX信號量,POSIX信號量的名字都是以sem_開頭.
phshared參數指定信號量的類型,若其值為0,就表示這個信號量是當前進程的局部信號量,否則該信號量可以在多個進程之間共享.value值指定信號量的初始值,一般與下面的sem_wait函數相對應.
其中比較重要的函數sem_wait函數會以原子操作的方式將信號量的值減一,如果信號量的值為零,則sem_wait將會阻塞,信號量的值可以在sem_init函數中的value初始化;sem_trywait函數是sem_wait的非阻塞版本;sem_post函數將以原子的操作對信號量加一,當信號量的值大於0時,其他正在調用sem_wait等待信號量的線程將被喚醒.
這些函數成功時返回0,失敗則返回-1並設置errno.
生產者消費者模型:
生產者對應一個信號量:sem_t procer;
消費者對應一個信號量:sem_t customer;
sem_init(&procer,2)----生產者擁有資源,可以工作;
sem_init(&customer,0)----消費者沒有資源,阻塞;
在訪問公共資源前對互斥量設置（加鎖），確保同一時間只有一個線程訪問數據，在訪問完成後再釋放（解鎖）互斥量.
互斥鎖的運行方式:串列訪問共享資源;
信號量的運行方式:並行訪問共享資源;
互斥量用pthread_mutex_t數據類型表示，在使用互斥量之前，必須使用pthread_mutex_init函數對它進行初始化，注意，使用完畢後需調用pthread_mutex_destroy.
pthread_mutex_init用於初始化互斥鎖，mutexattr用於指定互斥鎖的屬性，若為NULL，則表示默認屬性。除了用這個函數初始化互斥所外，還可以用如下方式初始化：pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER。
pthread_mutex_destroy用於銷毀互斥鎖，以釋放佔用的內核資源，銷毀一個已經加鎖的互斥鎖將導致不可預期的後果。
pthread_mutex_lock以原子操作給一個互斥鎖加鎖。如果目標互斥鎖已經被加鎖，則pthread_mutex_lock則被阻塞，直到該互斥鎖佔有者把它給解鎖.
pthread_mutex_trylock和pthread_mutex_lock類似，不過它始終立即返回，而不論被操作的互斥鎖是否加鎖，是pthread_mutex_lock的非阻塞版本.當目標互斥鎖未被加鎖時，pthread_mutex_trylock進行加鎖操作；否則將返回EBUSY錯誤碼。注意：這里討論的pthread_mutex_lock和pthread_mutex_trylock是針對普通鎖而言的，對於其他類型的鎖，這兩個加鎖函數會有不同的行為.
pthread_mutex_unlock以原子操作方式給一個互斥鎖進行解鎖操作。如果此時有其他線程正在等待這個互斥鎖，則這些線程中的一個將獲得它.
三個列印機輪流列印:
輸出結果:
如果說互斥鎖是用於同步線程對共享數據的訪問的話,那麼條件變數就是用於在線程之間同步共享數據的值.條件變數提供了一種線程之間通信的機制:當某個共享數據達到某個值時,喚醒等待這個共享數據的線程.
條件變數會在條件不滿足的情況下阻塞線程.且條件變數和互斥量一起使用，允許線程以無競爭的方式等待特定的條件發生.
其中pthread_cond_broadcast函數以廣播的形式喚醒所有等待目標條件變數的線程,pthread_cond_signal函數用於喚醒一個等待目標條件變數線程.但有時候我們可能需要喚醒一個固定的線程,可以通過間接的方法實現:定義一個能夠唯一標識目標線程的全局變數,在喚醒等待條件變數的線程前先設置該變數為目標線程,然後採用廣播的方式喚醒所有等待的線程,這些線程被喚醒之後都檢查該變數以判斷是否是自己.
採用條件變數+互斥鎖實現生產者消費者模型:
運行結果:
阻塞隊列+生產者消費者
運行結果: